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黃河黑山峽大柳樹松動巖體賦存環(huán)境研究
大柳樹地區(qū)地處青藏高原東北緣,位于分隔中國大陸東西與南北兩大構(gòu)造帶的交匯部位,處在中衛(wèi)-同博士學(xué)位論文心活動斷裂帶中的大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi).以大柳樹為背景提出松動巖體的概念并對其進(jìn)行研究,是巖體工程地質(zhì)學(xué)的新現(xiàn)象和新問題.在深入認(rèn)識松動巖體特征的基礎(chǔ)上,以大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶的結(jié)構(gòu)和斷裂活動性研究為重點,分析了大柳樹地區(qū)大陸動力學(xué)環(huán)境,探討了松動巖體的形成機制.主要研究成果如下:(1)利用大量新的勘探和試驗資料,驗證了<黃河黑山峽大柳樹松動巖體工程地質(zhì)研究>(韓文峰等,1993)一書中對松動巖體原有認(rèn)識的正確性.采用平硐和地表調(diào)查、縱波和表面波波速測試以及資料分析,得出松動巖體平面上以大柳樹壩址區(qū)為中心,沿大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶分布,長度大于15 km,深度上基本包括了大柳樹壩址區(qū)現(xiàn)有全部勘探工程揭露的巖體范圍.(2)采用航衛(wèi)片解譯、地質(zhì)填圖、剖面測繪、電導(dǎo)率成像測試和已有物探資料的分析,查明了大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶各主干斷層在平面上的交切關(guān)系.明確提出夾于F3與F7斷層之間的大柳樹壩址所在的寒武系地層是一無根沖起的外來塊體.F1斷層南北兩側(cè)構(gòu)造線的不一致是由于中衛(wèi)一同心活動斷裂帶長期持續(xù)左旋錯動的結(jié)果.大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶可分為后緣、中部和前緣3個逆沖巖帶,其演化模式是由南向北的逆沖發(fā)展過程,同時伴隨著各大斷裂不同程度的左旋走滑錯動.(3)首次嘗試測定了斷層泥吸附氣體組成.采用遙感影像解譯、典型剖面研究、階地與斷層活動關(guān)系研究、石英顆粒表面結(jié)構(gòu)分析和斷層測年等方法,對斷裂活動性、測年成果的可靠性和活斷層工程意義進(jìn)行了研究.按照<水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范>,大柳樹逆沖推覆構(gòu)造帶中的主干斷層和壩址區(qū)絕大多數(shù)次級斷層均為活斷層,且主干斷層和次級斷層具有整體活動效應(yīng),壩址存在工程抗斷問題.同時,斷層泥吸附氣體、化學(xué)成分、礦物成分、粒度組成及分維值特征均與斷層活動年代之間密切相關(guān).(4)廣泛收集資料分析了大柳樹地區(qū)的大陸動力學(xué)環(huán)境.認(rèn)為巖石圈上、下結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)與不協(xié)調(diào)關(guān)系具有普遍性,而且中衛(wèi)-同心斷裂帶劃分為北祁連與走廊過渡帶的分界較為合理.15萬年以來,祁連山北緣的新構(gòu)造垂直運動幅度總體上存在西強東弱的趨勢,中衛(wèi)-同心斷裂帶主要表現(xiàn)為水平運動.通過地震活動規(guī)律研究,認(rèn)為晚更新世末期以來,大柳樹地區(qū)曾經(jīng)是多次大地震的極震區(qū),區(qū)域地殼運動模式具有條狀塊體沿斷裂帶的滑移和一定時段內(nèi)塊體按一定方向旋轉(zhuǎn)的雙重或多重屬性.(5)實際調(diào)查了新疆富蘊和陜西華縣等現(xiàn)代強震區(qū)巖體破壞特征,并配合進(jìn)行了振動試驗和數(shù)值模擬手段.結(jié)果表明:松動巖體是在適宜的介質(zhì)條件、強大的地震動力、有利的環(huán)境條件和表生加劇等因素綜合作用下形成的,是特定地質(zhì)環(huán)境演化的產(chǎn)物;地震動力是松動巖體形成的基本動力.
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